TB3钛板

详细描述

TB3是中国自主研发的亚稳定β型钛合金，名义成分为 Ti-3.5Al-10Mo-8V-1Fe，具有超高强度、优异的冷成型性和深淬透性，专为航空航天高强轻量化需求设计。

1、牌号背景与标准

牌号归属：
TB3是中国国家标准（GB/T）中的一种亚稳定β型钛合金，属于早期开发的β型钛合金，以良好的冷成形性和中等强度为特点。

执行标准：

GB/T 3620.1-2016（钛及钛合金牌号和化学成分）

GB/T 3621-2016（钛及钛合金板材）

航空工业标准（HB）：可能对板材的工艺和性能有特殊要求。

2、化学成分（典型值，wt%）

设计特点：

含Mo、V、Cr等β稳定元素，冷成形性优异。

低Al含量降低合金密度，但牺牲部分强度。

3、核心性能

力学性能（退火态板材）：

抗拉强度：≥850 MPa

屈服强度：≥750 MPa

延伸率：≥15%

弹性模量：90~100 GPa（略低于TC4的110 GPa）。

工艺性能：

冷成形性：极佳，可冷冲压、折弯复杂形状（冷变形量可达50%）。

焊接性：需惰性气体保护（TIG或激光焊），焊后需退火消除应力。

耐腐蚀性：

耐海水和弱酸环境，但长期暴露于高温氧化性环境易表面氧化。

适用于船舶、化工中非极端腐蚀场景。

4、应用领域

航空航天：

非承力钣金件：舱内饰板、导管支架（减重需求）。

弹簧与弹片：仪表弹簧、减震元件。

船舶与海洋工程：

海水冷却系统管道、阀门壳体（替代不锈钢）。

民用工业：

化工反应器内衬、食品加工设备（耐蚀轻量化）。

运动器材（如自行车车架、登山扣）。

5、板材加工与热处理

热轧工艺：

初始坯料加热至β相区（900~950℃），多道次轧制至目标厚度。

冷轧工艺：

冷轧变形量可达60%，需中间退火（700~750℃保温1h）避免开裂。

热处理制度：

退火：750~800℃保温1h，空冷（优化塑性，消除残余应力）。

固溶+时效（可选）：

固溶：850℃保温1h，水淬（获得单一β相）。

时效：500℃保温4h（析出α相提升强度至950 MPa以上）。

表面处理：

化学抛光：用于提高表面光洁度。

阳极氧化：生成彩色氧化膜（装饰或功能性防护）。

6、与其他β型钛合金的对比

7、选型建议

低成本冷成形需求：优先选择TB3，适合非承力或轻载场景。

高强度+耐蚀性：TB8或TB5更优，但成本更高。

极端耐蚀环境：TA2（纯钛）或Ti-0.3Mo-0.8Ni（耐盐酸合金）。

8、局限性

强度中等：退火态强度低于主流β合金（如TB5、TB8），需时效处理提升性能。

高温性能差：长期使用温度不超过250℃，β相易粗化。

应用局限：逐渐被TB5、TB8等新一代β合金替代，市场占有率较低。

TB3钛板材凭借其优异的冷成形性和较低成本，适用于船舶、民用工业中的轻量化非承力部件。尽管其强度不及新一代β合金（如TB8），但在要求复杂成型和中低负载的场景中仍具竞争力。选型时需结合强度、成本及耐蚀性需求，必要时通过时效处理或表面改性扩展应用范围。对于高性能领域，建议升级至TB5或TB8。